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6. 提升题▶根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列模型符合该假说的是（
A
）答案
A
解析
【分析】
要解决本题，需结合地磁场的特点和安培定则（右手螺旋定则）分析：首先明确地磁场的磁极分布——地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；其次，绕地球的环形电流产生的磁场，需满足环形电流的N极对应地理南极，S极对应地理北极，再结合安培定则判断电流方向是否符合要求，排除错误选项。
【解析】
1. 地磁场的核心特点：地磁北极位于地理南极（图中S端）附近，地磁南极位于地理北极（图中N端）附近，因此环形电流的磁场内部需指向地理南极，即环形电流的N极在地理南极。
2. 安培定则应用：对于环形电流，从地理北极（图中N端）俯视，若电流为顺时针方向，右手四指沿电流方向弯曲，大拇指指向地理南极（S端），正好对应环形电流的N极位置，符合地磁场要求。
3. 选项排除：C、D的电流沿经线方向，不符合“绕地球的环形电流”的假说，直接排除；B选项中电流在北半球为逆时针方向，不符合顺时针要求；A选项中电流沿纬线方向，从北极俯视呈顺时针，符合安培定则和地磁场的磁极分布。
【答案】
A
【知识点】
地磁场、安培定则
【点评】
本题结合地磁场的磁极分布，利用安培定则判断环形电流的磁场方向，需明确地理磁极与地磁磁极的对应关系，再结合电流方向的空间判断，属于基础应用类的提升题，需理清环形电流与地磁场的关联逻辑。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合地磁场的特点和安培定则（右手螺旋定则）分析：首先明确地磁场的磁极分布——地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；其次，绕地球的环形电流产生的磁场，需满足环形电流的N极对应地理南极，S极对应地理北极，再结合安培定则判断电流方向是否符合要求，排除错误选项。
【解析】
1. 地磁场的核心特点：地磁北极位于地理南极（图中S端）附近，地磁南极位于地理北极（图中N端）附近，因此环形电流的磁场内部需指向地理南极，即环形电流的N极在地理南极。
2. 安培定则应用：对于环形电流，从地理北极（图中N端）俯视，若电流为顺时针方向，右手四指沿电流方向弯曲，大拇指指向地理南极（S端），正好对应环形电流的N极位置，符合地磁场要求。
3. 选项排除：C、D的电流沿经线方向，不符合“绕地球的环形电流”的假说，直接排除；B选项中电流在北半球为逆时针方向，不符合顺时针要求；A选项中电流沿纬线方向，从北极俯视呈顺时针，符合安培定则和地磁场的磁极分布。
【答案】
A
【知识点】
地磁场、安培定则
【点评】
本题结合地磁场的磁极分布，利用安培定则判断环形电流的磁场方向，需明确地理磁极与地磁磁极的对应关系，再结合电流方向的空间判断，属于基础应用类的提升题，需理清环形电流与地磁场的关联逻辑。
【难度系数】
0.5
7.现有四名同学利用安培定则判断通电螺线管的极性。下列选项中的操作和判断正确的是( 
)
)答案
D
解析
【分析】
判断通电螺线管的极性需运用安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的环绕方向，大拇指所指的那端就是螺线管的N极。需结合手型、电流方向、磁极标注逐一验证选项。
【解析】
安培定则要求用右手操作，先排除手型错误的选项；再验证电流方向与磁极标注是否匹配：
选项A、B：均使用左手握住螺线管，不符合安培定则的手型要求，直接错误。
选项C：右手握住螺线管，但电流环绕方向与四指方向不匹配，大拇指应指向N极，却标注左端为S极，判断错误。
选项D：右手握住螺线管，四指顺着电流的环绕方向，大拇指指向右端，标注右端为N极、左端为S极，完全符合安培定则，判断正确。
【答案】
D
【知识点】
安培定则；通电螺线管极性判断
【点评】
本题考查安培定则的基础应用，核心是牢记“右手握螺线管，四指对电流，大拇指指N极”的规则，属于电磁学的基础题型。
【难度系数】
0.5
判断通电螺线管的极性需运用安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的环绕方向，大拇指所指的那端就是螺线管的N极。需结合手型、电流方向、磁极标注逐一验证选项。
【解析】
安培定则要求用右手操作，先排除手型错误的选项；再验证电流方向与磁极标注是否匹配：
选项A、B：均使用左手握住螺线管，不符合安培定则的手型要求，直接错误。
选项C：右手握住螺线管，但电流环绕方向与四指方向不匹配，大拇指应指向N极，却标注左端为S极，判断错误。
选项D：右手握住螺线管，四指顺着电流的环绕方向，大拇指指向右端，标注右端为N极、左端为S极，完全符合安培定则，判断正确。
【答案】
D
【知识点】
安培定则；通电螺线管极性判断
【点评】
本题考查安培定则的基础应用，核心是牢记“右手握螺线管，四指对电流，大拇指指N极”的规则，属于电磁学的基础题型。
【难度系数】
0.5
8. 提升题 通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断，如图20.2-7甲所示。单匝线圈的极性与电流方向的关系也符合安培定则，如图20.2-7乙所示，则小磁针左侧是
S
极。把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘杆MN上，如图20.2-7丙所示，当两线圈通入方向相同的电流时，A、B两线圈之间的距离将变小
（选填“变大”“变小”或“不变”）。答案
S；变小
解析
【分析】
要解决本题，需分两步分析：第一步利用安培定则判断单匝线圈的磁极，结合磁场方向确定小磁针左侧的极性；第二步利用安培定则判断两个线圈的磁极，再根据磁极间的相互作用规律判断两线圈的距离变化。
步骤1：判断小磁针极性：对图乙的单匝线圈，用安培定则确定其磁极，再根据磁场方向与小磁针N极指向的关系得出结果；
步骤2：判断线圈距离：对图丙的两个线圈，分别用安培定则判断各自的磁极，再依据“异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥”的规律分析距离变化。
【解析】
1. 小磁针左侧极性的判断：
根据安培定则，右手握住图乙的单匝线圈，四指指向电流的环绕方向（逆时针方向），大拇指指向线圈的右端，因此线圈的右端为N极。线圈外部的磁场方向是从N极指向外部，在小磁针所在位置（线圈右侧），磁场方向向右；小磁针静止时N极指向磁场方向，故小磁针的右侧为N极，左侧为S极。
2. 两线圈距离的判断：
图丙中，线圈A、B套在水平杆MN上，线圈平面竖直，轴线沿MN水平方向。对线圈A，电流环绕方向从正面看为顺时针，用安培定则：右手握住线圈A，四指沿电流方向，大拇指指向左，因此线圈A的右端为S极；同理，线圈B的电流方向与A相同，故线圈B的左端为N极。根据磁极间的相互作用规律，异名磁极相互吸引，因此A、B两线圈之间的距离变小。
【答案】
S；变小
【知识点】
安培定则；磁极间的相互作用
【点评】
本题考查安培定则的应用和磁极间的相互作用，需熟练掌握安培定则判断磁极的方法，结合磁极间的作用规律分析问题，属于电磁学基础应用的提升题，难度适中。
【难度系数】
0.3
要解决本题，需分两步分析：第一步利用安培定则判断单匝线圈的磁极，结合磁场方向确定小磁针左侧的极性；第二步利用安培定则判断两个线圈的磁极，再根据磁极间的相互作用规律判断两线圈的距离变化。
步骤1：判断小磁针极性：对图乙的单匝线圈，用安培定则确定其磁极，再根据磁场方向与小磁针N极指向的关系得出结果；
步骤2：判断线圈距离：对图丙的两个线圈，分别用安培定则判断各自的磁极，再依据“异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥”的规律分析距离变化。
【解析】
1. 小磁针左侧极性的判断：
根据安培定则，右手握住图乙的单匝线圈，四指指向电流的环绕方向（逆时针方向），大拇指指向线圈的右端，因此线圈的右端为N极。线圈外部的磁场方向是从N极指向外部，在小磁针所在位置（线圈右侧），磁场方向向右；小磁针静止时N极指向磁场方向，故小磁针的右侧为N极，左侧为S极。
2. 两线圈距离的判断：
图丙中，线圈A、B套在水平杆MN上，线圈平面竖直，轴线沿MN水平方向。对线圈A，电流环绕方向从正面看为顺时针，用安培定则：右手握住线圈A，四指沿电流方向，大拇指指向左，因此线圈A的右端为S极；同理，线圈B的电流方向与A相同，故线圈B的左端为N极。根据磁极间的相互作用规律，异名磁极相互吸引，因此A、B两线圈之间的距离变小。
【答案】
S；变小
【知识点】
安培定则；磁极间的相互作用
【点评】
本题考查安培定则的应用和磁极间的相互作用，需熟练掌握安培定则判断磁极的方法，结合磁极间的作用规律分析问题，属于电磁学基础应用的提升题，难度适中。
【难度系数】
0.3
9.在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中，小明在硬纸板上均匀地撒满
(1)由于磁场不能直接观察，可以通过铁屑显示通电螺线管外部磁场的
(2)由图可知通电螺线管外部的磁场与
(3)改变电流方向，小明发现铁屑的分布形状
(4)实验用铁屑
细
（选填“粗”或“细”）铁屑，并在螺线管的两端各放一个小磁针，闭合开关，轻敲纸板，铁屑的排列和小磁针的偏转情况如图20.2-8所示。(1)由于磁场不能直接观察，可以通过铁屑显示通电螺线管外部磁场的
分布
，用小磁针的指向判断磁场的方向
。(2)由图可知通电螺线管外部的磁场与
条形磁体
的磁场相似。(3)改变电流方向，小明发现铁屑的分布形状
没有
（选填“没有”或“发生”）改变，小磁针指向与原来相反
（选填“相同”或“相反”），说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向
有关。(4)实验用铁屑
不能
（选填“能”或“不能”）用铜屑代替。答案
细
(1)分布；方向
(2)条形磁体
(3)没有；相反；电流方向
(4)不能
(1)分布；方向
(2)条形磁体
(3)没有；相反；电流方向
(4)不能
解析
【分析】
本题是探究通电螺线管外部磁场的实验题，需结合转换法、通电螺线管磁场特点等知识分析：实验中选细铁屑是因其颗粒小，能更清晰反映磁场分布；利用转换法，通过铁屑排列显示磁场分布，小磁针指向判断磁场方向；通电螺线管外部磁场与条形磁体相似，磁场方向与电流方向有关，且只有能被磁化的物质才可显示磁场。
【解析】
实验中应撒细铁屑，细铁屑颗粒小，能更准确反映磁场分布，粗铁屑无法清晰体现磁场排列。
(1) 磁场无法直接观察，采用转换法：通过铁屑的排列情况显示通电螺线管外部磁场的分布；小磁针静止时的指向可判断磁场的方向。
(2) 由图中铁屑排列形态可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
(3) 改变电流方向时，螺线管磁场强弱不变，铁屑分布形状没有改变；磁场方向随电流方向改变，小磁针指向与原来相反，说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关。
(4) 铜不能被磁化，无法在磁场中受力排列显示磁场，因此不能用铜屑代替铁屑。
【答案】
细
(1)分布；方向
(2)条形磁体
(3)没有；相反；电流方向
(4)不能
【知识点】
通电螺线管的磁场；转换法；磁化
【点评】
本题考查通电螺线管外部磁场的探究实验，涉及转换法应用、通电螺线管磁场特点等基础知识点，是初中电磁学的基础实验题，侧重对实验原理和现象的理解。
【难度系数】
0.7
本题是探究通电螺线管外部磁场的实验题，需结合转换法、通电螺线管磁场特点等知识分析：实验中选细铁屑是因其颗粒小，能更清晰反映磁场分布；利用转换法，通过铁屑排列显示磁场分布，小磁针指向判断磁场方向；通电螺线管外部磁场与条形磁体相似，磁场方向与电流方向有关，且只有能被磁化的物质才可显示磁场。
【解析】
实验中应撒细铁屑，细铁屑颗粒小，能更准确反映磁场分布，粗铁屑无法清晰体现磁场排列。
(1) 磁场无法直接观察，采用转换法：通过铁屑的排列情况显示通电螺线管外部磁场的分布；小磁针静止时的指向可判断磁场的方向。
(2) 由图中铁屑排列形态可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
(3) 改变电流方向时，螺线管磁场强弱不变，铁屑分布形状没有改变；磁场方向随电流方向改变，小磁针指向与原来相反，说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关。
(4) 铜不能被磁化，无法在磁场中受力排列显示磁场，因此不能用铜屑代替铁屑。
【答案】
细
(1)分布；方向
(2)条形磁体
(3)没有；相反；电流方向
(4)不能
【知识点】
通电螺线管的磁场；转换法；磁化
【点评】
本题考查通电螺线管外部磁场的探究实验，涉及转换法应用、通电螺线管磁场特点等基础知识点，是初中电磁学的基础实验题，侧重对实验原理和现象的理解。
【难度系数】
0.7
